技术前沿 | 从炎症因子到脑功能：依瑞德fNIRS技术助力首次揭示首发与复发抑郁的神经机制差异

前 言

抑郁症已成为全球致残的主要原因之一。据世界卫生组织预测，到2030年，抑郁症将成为全球疾病负担的主要贡献者。同时，抑郁障碍的复发率始终居高不下，这种高复发风险显著增加了家庭负担和自杀风险，因此，深入理解抑郁症的病理机制、发病及复发原因，对于识别风险生物标志物和发现新的治疗靶点至关重要。

临床上，我们习惯将复发定义为“病情反复”、“疗效不佳”或“功能损害加重”。但如果从神经生物学层面重新审视，一个更值得追问的问题是：复发，是病理程度的累积，还是系统机制的转变？

过去二十年，大量证据支持抑郁症存在低度慢性炎症反应。IL-6、CRP、TNF-α 等促炎因子升高，IL-4、IL-10 等抗炎因子下降，这些发现具有相当稳定的重复性。炎症假说逐渐从边缘理论进入主流框架，但现有研究仍存在明显断层：

1.多数研究仅比较抑郁患者与健康对照，较少区分首次发作与复发患者。

2.炎症指标与脑功能测量往往分离，缺乏同步评估。

3.静息态研究较多，而任务态研究相对不足。

这意味着我们对抑郁机制的理解仍停留在并列描述阶段，而非关注抑郁不同发作阶段，其神经-免疫耦合的耦合模式是否一致。

2026年3月，河北医科大学第一医院精神科安翠霞教授在《Journal of Affective Disorders》（IF=4.9）发表研究论文“Inflammatory factors and cerebral hemodynamics in patients with first-episode and recurrent depression”。该研究同步检测外周炎症因子水平与任务态fNIRS信号，系统比较了首发抑郁（FED）与复发抑郁（RED）患者的神经免疫特征。

这项工作并未试图再次证明抑郁与“炎症升高”相关联这一早已被反复验证的事实，而是尝试回答一个更具体的问题：当炎症状态持续存在时 ，大脑在任务负荷下的功能响应是否发生了改变？

研究方法

研究对象

●共纳入30例FED患者、35例RED患者和30例健康对照（HC）。

●使用24项汉密尔顿抑郁量表（HAMD-24）评估抑郁严重程度。

●排除影响炎症因子水平的因素，如吸烟、肥胖、免疫药物使用等。

炎症因子检测

●采集清晨空腹静脉血，使用双抗体夹心ELISA法检测以下因子：

促炎因子：IL-6、CRP、TNF-α

抗炎因子：IL-4、IL-10

fNIRS数据采集

●采用武汉依瑞德集团BS-7000近红外光谱系统进行脑血流动力学数据采集，该系统采用690nm和830nm双波长。探头排布采用22个发射器和20个探测器，形成67个通道，每个通道的发射器与探测器间距约为3cm。

●检测任务采用言语流畅性任务（VFT），范式分为30秒任务前休息、60秒任务执行及60秒任务后休息，具体流程如图1所示。

●采用依瑞德NirMap 3D定位系统记录参考点（Nz、Cz、AL、RL）及所有光极的空间坐标，通过NIRS-SPM方法将67个通道精准投射至大脑皮层表面，结合布罗德曼分区，将通道聚合为14个感兴趣区域（ROIs），涵盖背外侧前额叶皮层（DLPFC）、躯体感觉皮层（SSC）等关键脑区，通道布局与ROI划分如图2所示。

图1 VFT任务范式示意图

图2 (A) 探头2D布局 (B) 通道3D空间定位

(C) 通道与14个ROI的对应关系

fNIRS数据分析

采用武汉依瑞德集团专为fNIRS数据分析开发的高效数据分析工具NirMaster进行数据处理与分析，建立标准化分析流程，包括通道质量控制、空间定位、数据预处理，指标提取和统计绘图。整个流程参数透明、可复现，为跨研究比较提供基础。

●计算变异系数（CV），剔除低质量通道（CV > 20%）

●带通滤波（0.01–0.1 Hz）

●修正后的Beer-Lambert定律计算氧合血红蛋白（HbO2）浓度变化

●任务期内HbO2积分值作为激活指标

NirMaster数据分析软件

统计分析

使用SPSS 26.0，结合t检验、方差分析、Mann-Whitney U检验、Kruskal-Wallis H检验及Pearson相关性分析。

研究结果

临床特征

●FED与RED组在年龄、性别、教育年限、BMI、HAMD-24评分上无显著差异。

●RED组病程更长、首次发病年龄更早、发作次数更多、药物治疗时间更长。

炎症因子水平

两组患者相比HC组：

●促炎因子（IL-6、CRP、TNF-α）显著升高

●抗炎因子（IL-4、IL-10）显著降低

●但FED与RED之间无显著差异（见表1）

表1 各组血清炎症因子水平对比

脑血流动力学特征

●两组患者在左侧DLPFC和左侧SSC区域的HbO2激活水平显著低于HC组（见图3）。

●三组研究对象的全脑皮层激活模式3D可视化结果发现，FED组与RED组的皮层激活强度整体低于HC组，主要差异集中在DLPFC_L和SSC_L区域（见图4）。

●FED与RED组之间无显著差异（见表2）。

图3 三组在左侧DLPFC和左侧SSC的HbO2激活对比

图4 三组VFT任务期间皮层激活模式3D可视化

表2 三组VFT任务期间大脑不同区域（兴趣区域）中HbO2的激活情况

相关性分析（关键发现：耦合方向的改变）

在首次发作组中，TNF-α 水平与左侧 DLPFC 激活呈正相关。炎症越高，任务激活越强。

而在复发组中，TNF-α 与右侧 DLPFC 及额极区激活呈负相关。炎症越高，激活越弱。

图5 各组炎症因子与ROI激活水平的相关性分析

研究结论

1. 炎症激活的共同性与特异性：FED和RED患者均表现出显著的促炎细胞因子升高和抗炎细胞因子降低，但两组间炎症水平无显著差异，提示炎症异常可能在首次发作时即已建立，而非随复发累积性加重。

2. 前额叶功能损害的普遍性：两组患者均在DLPFC_L和SSC_L表现出任务相关HbO₂反应降低，表明前额叶皮层功能障碍是抑郁症的核心神经生物学特征，与疾病阶段无关。

3. 神经免疫耦合的阶段依赖性转变：TNF-α与DLPFC功能的相关性方向在FED（正相关）和RED（负相关）之间发生逆转，这是本研究最具创新性的发现。这一"代偿-毒性"转变提示抑郁症复发可能涉及从适应性到非适应性的神经免疫过渡，而非简单的生物学损害累积。

4. 潜在的生物标志物价值：TNF-α与DLPFC功能的耦合模式可能作为区分抑郁症不同阶段的神经免疫生物标志物，为疾病分期和个体化治疗提供客观依据。

5. 治疗启示：针对表现出神经毒性炎症特征的RED患者，采用TNF-α信号的抗炎治疗和针对DLPFC脑区的神经调控可能带来新的疗效。

总结与展望

本研究是fNIRS技术在抑郁症神经免疫研究领域的重要应用范例。研究首次揭示了首发与复发性抑郁症在神经免疫耦合模式上的本质差异，提出了"适应-耗竭"的动态病理模型，为抑郁症的精准分型和治疗策略优化提供了重要的神经生物学证据。

科学的进展，有时不是增加新的工具，而是在不同系统，多模态整合之间，找到真正决定方向的连接点，武汉依瑞德集团作为无创脑机与神经调控技术的领导企业，将继续致力于助力fNIRS技术在精神神经科学研究和临床实践中的创新应用，为抑郁症等重大脑疾病的机制研究和诊疗优化提供可靠的技术支撑。我们期待与更多临床和科研团队合作，共同探索fNIRS技术在精神医学领域的广阔应用前景。

撰文：程 祯

审核：尧利书、钟 健

编辑：马睿琦

参考文献：

ZHEN F, MA H, WANG W, et al. Inflammatory factors and cerebral hemodynamics in patients with first-episode and recurrent depression[J]. Journal of Affective Disorders, 2026, 402: 121383.

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